ARTICLE IL

De la nature et de la formation de l'aimant.

L’aimant n’est qu’un minéral ferrugineux (jui a subi l’action du feu , et ensuite a reçu, par l’électricité générale du globe terrestre, son magnétisme particulier. L’aimant primordial est une mine de fer en roche vitreuse, qui ne diffère des autres mines de fer produites par le feu primitif qu’en ce qu’elle attire puissamment les autres matières ferrugineuses qui ont de même subi l’action du feu. Ces mines de l’aimant primordial sont moins fusibles que les autres mines primitives de fer ; elles approchent de la nature du régule de ce métal , et c’est par cette raison qu’elles sont plus difficiles à fondre. L’aimant primordial a donc souffert une plus violent» ou plus longue impression du feu primitif que les autres mines de fer; et il a en même temps acquis la vertu magnétique par l'action de la force qui , dès le commencement, a produit l’électricité du globe.

Cet aimant de première formation a communiqué sa vertu aux matières ferrugineuses qui l’environnoient ; il a même formé de nouveaux aimans par le mélange de ses débris avec d’autres matières ; et ces aimans de seconde formation 11e sont aussi que des minéraux ferrugineux , provenant des détrimens du fer en état métallique, et qui sont devenus magnétiques par la seule exposition à l’action de l’électricité générale. Et comme le fer qui demeure long-temps dans la même situation acquiert toutes les propriétés du véritable aimant , ou peut dire que l’aimant et le fer ne sont au fond que la même substance , qui peut également prendre du magnétisme à l'exclusion de toutes les autres matières minérales , puisque cette même propriété magnétique ne se trouve dans aucun autre métal, ni dans aucune autre matière vitreuse ou calcaire. L’aimant de première formation est une fonte ou régule de fer mêlé d’une matière vitreuse, pareille à celle des autres mines primordiales de fer ; mais, dans les aimans de seconde formation, il s’en trouve dont la matière pierreuse est calcaire ou mélangée d’autres substances hétérogènes. Ces aimans secondaires varient plus que les premiers par la couleur, la pesanteur, et par la quantité de force magnétique.

Mais cette matière vitreuse ou calcaire des différentes pierres d’aimant n’est nullement susceptible de magnétisme, et ce n’est qu’aux parties ferrugineuses contenues dans ces pierres qu’on doit attribuer cette pro-

priété; et dans toute pierre d’aimant, vitreuse ou calcaire, la force magnétique est d’autant plus grande que la pierre contient plus de parties ferrugineuses sous le même volume, en sorte que les meilleurs aimans sont ceux qui sont les plus pesans. C’est par cette raison qu’on peut donner au fer, et mieux encore à l’acier , comme plus pesant que le fer, une force magnétique encore plus grande que celle de la pierre d’aimant, parce que l’acier ne contient que peu ou point de particules terrestres , et qu’il est presque uniquement composé de parties ferrugineuses réunies ensemble sous le plus petit volume , c’est-à-dire d’aussi près qu’il est possible.

Ce qui démontre l’affinité générale entre le magnétisme et toutes les mines de fer qui ont subi l’action du feu primitif, c’est que toutes ces mines sont attirables à l’aimant , que réciproquement elles attirent, au lieu que les mines de fer en rouille, en ocre, et en grains, formées postérieurement par l’intermède de l’eau, ont perdu cette propriété magnétique, et ne la reprennent qu’après avoir subi de nouveau Faction du feu. Il en est de même de tous nos fers et de nos aciers ; c’est parce qu’ils ont , comme les mines primitives , subi l’action d’un feu violent, qu’ils sont attirables à l’aimant. Ils ont donc, comme les mines primordiales de fer, un magnétisme passif que l’on peut rendre actif, soit par le contact de l’aimant, soit par la simple exposition à l’impression de l’électricité générale.

Pour bien entendre comment s’est opérée la formation des premiers aimans, il suffit de considérer que toute matière ferrugineuse qui a subi l’action du feu , et qui demeure quelque temps exposée à l’air dans la même situation , acquiert le magnétisme et devient un véritable aimant : ainsi, dès les premiers temps de l’établissement des mines primordiales de fer, toutes les parties extérieures de ces masses , qui étoient exposées à l’air et qui sont demeurées dans la même situation , auront reçu la vertu magnétique par la cause générale qui produit le magnétisme du globe, tandis que toutes les parties de ces mêmes mines qui n’étoient pas exposées à l’action de l’atmosphère n’ont point acquis cette vertu magnétique; il s’est donc formé des lors , et il peut encore se former des aimans sur les sommets et les faces découvertes des mines de fer, et dans toutes les parties de ces mines qui sont exposées à 1 action de l’atmosphère.

Ainsi les mines d’aimant ne sont que des

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mines de fer qui se sont aimantées par l’action de l’électricité générale; elles ne sont pas , à beaucoup près , en aussi grandes masses que celles de fer, parce qu’il n’y a que les parties découvertes de ces mines qui aient pu recevoir la vertu magnétique : les mines d’aimant ne doivent donc se trouver et ne se trouvent en effet que dans les parties les plus extérieures de ces mines primordiales de fer , et jamais à de grandes profondeurs , à moins que ces mines n’aient été excavées, ou qu’elles ne soient voisines de quelques cavernes , dans lesquelles les influences de l’atmosphère auroient pu produire le même effet que sur les sommets ou sur les faces découvertes de ces mines primitives.

Maintenant on ne peut douter que le magnétisme général du globe ne forme deux courans, dont l’un se porte de l’équateur au nord, et l’autre, en sens contraire, de l’équateur au sud : la direction de ces courans est sujette à variation , tant pour les lieux que pour le temps; et ces variations proviennent des inflexions du courant de la force magnétique , qui suit le gisement des matières ferrugineuses , et qui change à mesure qu’elles se découvrent à l’air ou qu’elles s’enfouissent par l’affaissement des cavernes, par l’effet des volcans , des tremblemens de terre, ou de quelque autre cause qui change leur exposition : elles acquièrent donc ou perdent la vertu magnétique par ce changement de position , et dès lors la direction de cette force doit varier, et tendre vers ces mines ferrugineuses nouvellement découvertes , en s’éloignant de celles qui se sont enfoncées.

Les variations dans la direction de l’aimant démontrent que les pôles magnétiques ne sont pas les mêmes que les pôles du globe, quoique en général la direction de la force qui produit le magnétisme tende de l’équateur aux deux pôles terrestres. Les matières ferrugineuses , qui seules peuvent recevoir du courant de cette force les propriétés de l’aimant, forment des pôles particuliers selon le gisement local et la quantité plus ou moins grande des mines d’aimant et de fer.

L’aimant primordial n’a pas acquis au même instant son attraction et sa direction; car le fer reçoit d’abord la force attractive et ne prend des pôles qu’en plus ou moins de temps , suivant sa position et selon la proportion de ses dimensions. Il paroi! donc que, dès le temps de l’établissement et de la formation des premières mines de fer par le feu primitif, les parties exposées à l’action

de l’atmosphère ont reçu d’abord la force attractive , et ont pris ensuite des pôles fixes, et acquis la puissance de se diriger vers les parties polaires du globe. Ces premiers aimans ont certainement conservé ces forces attractives et directives, quoiqu’elles agissent sans cesse au dehors , ce qui sembleroit devoir les épuiser ; mais au contraire elles se communiquent de l’aimant au fer sans souffrir aucune perte ni diminution.

Plusieurs physiciens qui ont traité de la nature de l’aimant se sont persuadé qu’il circuloit dans l’aimant une matière qui en sortoit incessamment après y être entrée et en avoir pénétré la substance. Le célèbre géomètre Euler, et plusieurs autres 1 , voulant expliquer mécaniquement les phénomènes magnétiques , ont adopté l’hypothèse de Descartes, qui suppose dans la substance de l’aimant des conduits et des pores si étroits, qu’ils ne sont perméables qu’à cette matière magnétique , selon eux , plus subtile que toute autre matière subtile; et, selon eux encore , ces pores de l’aimant et du fer sont garnis de petites soupapes , de filets ou de poils mobiles, qui tantôt obéissent et tantôt s’opposent au courant de cette matière si subtile. Ils se sont efforcés de faire cadrer les phénomènes du magnétisme avec ces suppositions peu naturelles et plus que précaires, sans faire attention que leur opinion n’est fondée que sur la fausse idée qu’il est possible d’expliquer mécaniquement tous les effets des forces de la nature. Euler a même cru pouvoir démontrer la cause de l’attraction universelle par l’action du même fluide qui , selon lui , produit le magnétisme. Cette prétention, quoique vaine et mal conçue, n’a pas laissé de prévaloir dans l’esprit de quelques physiciens ; et cependant , si l’on considère sans préjugé la nature et ses effets, et si l’on réfléchit sur les forces d’attraction et d’impulsion qui l’animent, on reconnoîtra que leurs causes ne peuvent ni s’expliquer ni même se concevoir par cette mécanique matérielle qui n’admet que ce qui tombe sous nos sens, et rejette, en quelque sorte, ce qui n’est aperçu que par l’esprit; et de

i. Je voudrois excepter de ce nombre Daniel Bcrnouilli , homme d’un esprit excellent. « Je me sens , dit-il , de la répugnance à croire que la na- t ture ait formé cette matière cannelée, et ces conduits magnétiques qui ont été imaginés par quelques physiciens , uniquement pour nous donner le spectacle des différens jeux de l’aimant. » Néanmoins ce grand mathématicien rapporte , comme les autres , à des causes mécaniques les efTets de l’aimant : ses hypothèses sont seulement plus générales et moins multipliées.

ET DE SES USAGES. 240

fait l’action de la pesanteur ou de l’attraction peut-elle se rapporter à des effets mécaniques et s’expliquer par des causes secondaires , puisque cette attraction est une force générale , une propriété primitive , et un attribut essentiel de toute matière? Ne suffit-il pas de savoir que toute matière s’attire, et que cette force s’exerce non seulement dans toutes les parties de la masse du globe terrestre , mais s’étend même depuis le soleil jusqu’aux corps les plus éloignés dans notre univers , pour être convaincu que la cause de cette attraction ne peut nous être connue , puisque son effet étant universel , et s’exerçant généralement dans toute matière, cette cause ne nous offre aucune différence , aucun point de comparaison , ni par conséquent aucun indice de connoissance , aucun moyen d’explication ? En se souvenant donc que nous ne pouvons rien juger que par comparaison , nous verrons clairement qu’il est non seulement vain , mais absurde , de vouloir rechercher et expliquer la cause d’un effet général et commun à toute matière, tel que l’attraction universelle, et qu’on doit se borner à regarder cet effet général comme une vraie cause à laquelle on doit rapporter les autres forces , en comparant leurs dil’férens effets ; et si nous comparons l’attraction magnétique à l’attraction universelle , nous verrons qu’elles different très- essentiellement. L’aimant est, comme toute autre matière, sujet aux lois de l’attraction générale, et en même temps il semble posséder une force attractive particulière , et qui ne s’exerce que sur le fer ou un autre aimant : or nous avons démontré que cette force , qui nous paroit attractive , n’est dans le réel qu’une force impulsive, dont la cause et les effets sont tout différens de ceux de l’attraction universelle.

Dans le système adopté par la plupart des physiciens , on suppose un grand tourbillon de matière magnétique circulant autour du globe terrestre , et de petits tourbillons de cette même matière, qui non seulement circule d’un pôle à l’autre de chaque aimant, mais entre dans leur substance , et en sort pour y rentrer. Dans la physique de Descartes, tout éloil tourbillon, tout s’expliquoit par des mouvemens circulaires et des impulsions tourbillonnantes : mais ces tourbillons, qui remplissoient l’univers , ont disparu ; il ne reste que ceux de la matière magnétique dans la tète de ces physiciens. Cependant l’existeuce de ces tourbillons magnétiques est aussi peu fondée que celle des tourbillons planétaires ; et on peut démontrer, par plu-

sieurs faits, que la force magnétique ne se meut pas en tourbillon autour du globe terrestre , non plus qu’autour de l’aimant.

La vertu magnétique , que l'aimant possède éminemment, peut de même appartenir au fer, puisque l’aimant la lui communique par le simple contact, et que même le fer l’acquiert sans ce secours, lorsqu’il est exposé aux impressions de l’atmosphère : le fer devient alors un véritable aimant, s’il reste long-temps dans la même situation; de plus , il s’aimante assez fortement par la percussion , par le frottement de la lime , ou seulement en le pliant et repliant plusieurs fois : mais ces derniers moyens ne donnent au fer qu’un magnétisme passager, et ce métal ne conserve la vertu magnétique que quand il l’a empruntée de l’aimant , ou bien acquise par une exposition à l’action de l’électricite générale pendant un temps assez long pour prendre des pôles fixes dans une direction déterminée.

Lorsque le fer , tenu long-temps dans la même situation, acquiert de lui -même la vertu magnétique, quil la conserve, et qu’ü peut même la communiquer à d’autres fers, comme le fait l’aimant, doit-on se refuser à croire que, dans les mines primitives, les parties qui se sont trouvées exposées à ces mêmes impressions de l’atmosphère ne soient pas celles qui ont acquis la vertu magnétique , et que par conséquent toutes les pierres d’aimant , qui ne forment que de petits blocs en comparaison des montagnes et des autres masses de mines primordiales de fer, étoient aussi les seules parties exposées à cette action extérieure qui leur a donné les propriétés magnétiques? Rien ne s’oppose à cette vue, ou plutôt à ce fait ; caria pierre d’aimant est certainement une matière ferrugineuse moins fusible, à la vérité, que la plupart des autres mines de fer ; et cette dernière propriété indique seulement qu’il a fallu peut-être le concours de deux circonstances pour la production de ces aimans primitifs, dont la première a été la situation et l’exposition constante à l’impression du magnétisme général; et la seconde, une qualité différente dans la matière ferrugineuse qui compose la substance de l’aimant : car lamine d’aimant n’est plus difficile «à fondre que les autres mines de fer en roche que par cette différence de qualité. L’aimant primordial approche, comme nous l’avons dit, de la nature du régule de fer, qui est bien moins fusible que sa mine. Ainsi cet aimant primitif est une mine de fer qui , ayant subi une plus forte action du feu que

TRAITE DE L’AIMANT

zSo

les autres mines, est devenue moins fusible; et en effet, les mines d’aimant ne se trouvent pas , comme les autres mines de fer, par grandes masses continues, mais par petits blocs placés à la surface de ces mêmes mines, où le feu primitif, animé par l’air, étoit plus actif que dans leur intérieur.

Ces blocs d’aimant sont plus ou moins gros , et communément séparés les uns des autres ; chacun a sa sphère particulière d’attraction et ses pôles; et puisque le fer peut acquérir de lui-même toutes ces propriétés dans les mêmes circonstances, ne doit-on pas en conclure que, dans les mines primordiales de fer, les parties quiétoient exposées au feu plus vif que Pair excitoit à la surface du globe en incandescence auront subi une plus violente action de ce feu , et se seront en même temps divisées, fendues, séparées, et qu’elles auront acquis d’eiles-mêmes cette puissance magnétique qui ne diminue ni ne s’épuise, et demeure toujours la même, parce qu’elle dépend d’une cause extérieure, toujours subsistante et toujours agissante?

La formation des premiers aimans me paroit donc bien démontrée; mais la cause première du magnétisme, en général , n’en étoit pas mieux connue. Pour deviner ou même soupçonner quelles peuvent être la cause ou les causes d’un effet particulier de la nature, tel que le magnétisme, il falloit auparavant considérer les phénomènes , en exposant tous les faits acquis par l’expérience et l’observation. Il falloit les comparer entre eux, et avec d’autres faits analogues, afin de pouvoir tirer du résultat de ces comparaisons les lumières qui dévoient nous guider dans la recherche des causes inconnues et cachées : c’est la seule route que l’on doive prendre et suivre , puisque ce n’est que sur des faits bien avérés, bien entendus, qu’on peut établir des raisonnemens solides; et plus ces faits seront multipliés, plus il deviendra possible d’en tirer des inductions plausibles, et de les réunir pour en faire la base d’une théorie bien fondée, telle que nous paroîl être celle que j’ai présentée dans le premier chapitre de ce traité.

Mais, comme les faits particuliers qu’il nous reste à exposer sont aussi nombreux que singuliers, qu’ils paroissent quelquefois opposés ou contraires , nous commencerons par les phénomènes qui ont rapport à l’attraction ou à la répulsion de l'aimant, et ensuite nous exposerons ceux qui nous indiquent sa direction avec ses variations, tant eq déclinaison qu’en inclinaison. Chacune de ces grandes propriétés de l’aimant doit

être considérée en particulier, et d’autant plus attentivement, qu’elles paroissent moins dépendantes les unes des autres, et qu’en ne les jugeant que par les apparences, leurs effets sembleraient provenir de causes différentes.

Au reste , si nous recherchons le temps où l'aimant et ses propriétés ont commencé d’être connus, ainsi que les lieux où ce minéral se trouvoit anciennement, nous verrons, par le témoignage de Théophraste, que l’aimant étoit rare chez les Grecs, qui ne lui connoissoicnt d’autre propriété que celle d’attirer le fer : mais du temps de Pline, c'est-à-dire trois siècles après, l’aimant étoit devenu plus commun; et aujourd’hui il s’en trouve plusieurs mines dans les terres voisines de la Grèce, ainsi qu’en Italie, et particulièrement à Pile d’Elbe. On doit donc présumer que la plupart des mines de ces contrées ont acquis , depuis je temps de Théophraste, leur vertu magnétique, à mesure qu’elles ont été découvertes, soit par des effets de la nature, soit par le travail des hommes ou par le feu des volcans.

On trouve de même des mines d’aimant dans presque toutes les parties du inonde, et surtout dans les pays du nord, où il y a beaucoup plus de mines primordiales de fer que dans les autres régions de la terre. Nous avons donné ci-devant la description des mines aimantées de Sibérie, et l’on sait que l’aimant est si commun en Suède et en Norwége, qu'on en fait un commerce assez considérable.

Les voyageurs nous assurent qu’en Asie il y a de bons aimans au Bengale, à Siam, à la Chine, et aux îles Philippines ; ils font aussi mention de ceux de l’Afrique et de l’Amérique.